12份豇豆材料的硒富集特性研究

向娟 潘紹坤 孫靜 魯榮海 陳玲

摘 要：為了篩選出富硒能力高的豇豆，以12份豇豆材料為試材，在高質量分數硒（10 mg·kg-1）土壤中進行盆栽試驗，測定豇豆各器官生物量和硒含量。結果表明，在幼苗試驗中，15282-1根系、莖稈、葉片和地上部分生物量均最高;17300的根系硒含量最高;3F回-14-4紅籽的莖稈硒含量最高;Fy-1的葉片和地上部分硒含量最高。在成株試驗中，15282-1根系和葉片生物量最高;15279的莖稈生物量最高;17F11Z-紅-1-1-紅的果莢生物量最高;FHG-3-1-1-2的根系和果莢硒含量最高;HF1013-25-2-1-1的莖稈和葉片硒含量最高。綜上所述，豇豆不同器官對硒的富集能力不同，其中豇豆根系對硒的富集能力較強。15282-1的幼苗硒富集能力較強，FHG-3-1-1-2、HF1013-25-2-1-1和3F回-14-4紅籽的成株硒富集能力均在較高水平。

關鍵詞：豇豆;生物量;硒含量;富集能力

Abstract： In order to screen out cowpea materials with high selenium enrichment ability， 12 cowpea materials were used in this study， the pot experiment was conducted in a high concentration selenium （10 mg·kg-1） soil， the biomass and selenium contents of different organs of cowpea were determined. The results showed that， in the seedling experiment， the biomasses of roots， stems， leaves and aboveground parts of 15282-1 were the highest; the root of 17300 was found the highest selenium content; the stem of 3F Hui-14-4 Red Seed was observed the highest selenium content; and the selenium contents of leaves and above ground parts of Fy-1 were the highest. In the adult plant experiment， the root and leaf biomasses of 15282-1 were the highest; the stem biomass of 15279 was the highest; the pod biomass of 17F111Z-Red-1-1-Red was the highest; FHG-3-1-1-2 had the highest root and pod selenium contents; and HF1013-25-2-1-1 showed the highest selenium contents in its stem and leaf. In conclusion， different organs of cowpea have different ability to enrich selenium， and the root has a stronger ability to enrich selenium. 15282-1 seedlings have a strong selenium enrichment ability， and adults of FHG-3-1-1-2， HF1013-25-2-1-1 and 3F Hui-14-4 red seeds all have a higher selenium enrichment ability than other materials.

Key words： Cowpea; Biomass; Selenium content; Enrichment capacity

硒（Se）是人和動物必需的一種微量元素，在人體中起到防癌、抗癌、預防心血管疾病等多重生物功能，人體適量補硒會增強免疫功能[1-2]。硒也是植物生長發育不可缺少的營養元素，能促進植物新陳代謝、提高植物體抗氧化能力和對環境脅迫的抗性，以及拮抗重金屬[3-4]。缺硒會使人和動物產生多種疾病，全球有超過10億人處于硒缺乏狀態[5]。人體和動物體內的硒來源于攝入食物的硒，植物可以實現無機硒向有機硒的轉化，從而提高食物中硒的含量，改善人和動物的硒營養結構[6-8]。

蔬菜在廣大城鄉居民的日常生活中占據舉足輕重的地位，因而食用富硒蔬菜成為人體補充硒元素的重要途徑[9]。國外在富硒地區發現了豆科、十字花科等植物是超富集硒植物，豆科植物是對無機硒進行生物有機化的理想載體，具有較強的生物富集能力[10-11]。豇豆（Vigna unguiculata）含有豐富的蛋白質，硒主要以硒蛋白和硒結合蛋白形式在其生命過程中發揮作用[12]。筆者利用在外施硒土中種植的12份豇豆材料，對其生物量和硒含量進行測定，旨在了解不同豇豆材料對硒的富集能力，篩選出營養價值高且硒富集力強的材料。

1 材料和方法

1.1 材料

12份豇豆材料均選自成都市農林科學院種子資源庫，分別是：15282-1、7104、3F回-14-4紅籽、17300、17F11D-3-1-2、15279、FA黑黑-6-1-2、FA黑黑-3-1-青莢、17F11Z-紅-1-1-紅、FHG-3-1-1-2、HF1013-25-2-1-1和Fy-1。

1.2 方法

試驗于2018年7—10月在成都市農林科學院進行。2018年7月，將取自農科院附近農田的潮土風干，過5 mm篩，分別稱取6.0 kg裝于18 cm×26 cm（高×直徑）的塑料盆內。將Na2SeO3·5H2O溶液加入土壤中，使土壤硒質量分數為10 mg·kg-1[13]，并與土壤充分混勻，保持濕潤，自然放置平衡4周后再次混合備用。2018年8月，選擇生長一致2片真葉展開的豇豆幼苗分別移栽至盆中。試驗設計采用完全隨機的方法，每個材料每盆種10株，3次重復，每天澆水以保持盆中土壤的田間持水量約為80%。盆與盆之間的距離在10 cm左右，并定期按照一定順序交換盆的位置，避免邊際效應的影響。

30 d后收獲豇豆幼苗（留4株用于結果），植物器官分別用自來水洗凈，再用去離子水沖洗3次后，擦干。然后于110 ℃殺青15 min，75 ℃烘干至衡重，測定生物量。粉碎備用，用于測定植物各器官硒含量。采用硝酸-高氯酸（體積比為9∶1）混合消煮法，用iCAP 6300型ICP光譜儀測定待測液硒含量[14]。

60 d后待豇豆成熟，采集根系、莖稈、葉片和果莢樣品，測定其生物量和硒含量。

1.3 統計分析

采用Excel 2010、DPS 17.10對數據進行分析（多重比較采用Duncan新復極差法）。

硒質量分數（mg·kg-1）=（C-C0）×V×1000/（m×1000×1000）;C為試樣消化液測定濃度，單位為ng·mL-1;C0為試樣空白消化液測定濃度，單位為ng·mL-1;m為試樣質量，單位為g;V為消化液總體積，單位為mL。

2 結果與分析

2.1 豇豆幼苗生物量

由表1可知，12份豇豆材料各器官幼苗生物量均表現為葉片>莖稈>根系。其中，15282-1的幼苗單株根系、莖稈、葉片和地上部分質量均為最高，分別為0.069、0.812、0.922、1.734 g，15279和FA黑黑-3-1-青莢的單株幼苗各器官質量均處于較高水平;17F11D-3-1-2的單株幼苗根系、莖稈、葉片和地上部分質量均為最低，分別為0.028、0.114、0.248、0.362 g，17300的單株幼苗各器官質量也處于較低水平。

2.2 豇豆幼苗硒含量

由表2可知，在12份豇豆材料中，除17300、FHG-3-1-1-2和Fy-1之外，其他9份豇豆材料各器官幼苗硒含量均表現為根系>葉片>莖稈。其中，17300的幼苗根系硒質量分數最高，為34.92 mg·kg-1，15282-1和FA黑黑-3-1-青莢的根系硒質量分數也處于較高水平;3F回-14-4紅籽的莖稈硒質量分數最高，為13.76 mg·kg-1，17300和HF1013-25-2-1-1的莖稈硒質量分數也處于較高水平;Fy-1的葉片和地上部分硒質量分數均達到最高，分別為19.79、17.07 mg·kg-1;FHG-3-1-1-2的根系硒質量分數最低，為11.09 mg·kg-1;FA黑黑-3-1-青莢的莖稈硒質量分數最低，為9.87 mg·kg-1;17300的葉片硒質量分數最低，為12.15 mg·kg-1;7104的地上部分硒質量分數最低，為11.72 mg·kg-1。

2.3 豇豆成株生物量

由表3可知，在12份豇豆材料中，除15282-1和17F11Z-紅-1-1-紅之外，其他10份材料豇豆成株各器官質量均表現為果莢>莖稈>葉片>根系。其中，15282-1的成株根系和葉片質量最高，分別為0.818 g和3.095 g，FA黑黑-6-1-2和15279的根系和葉片質量均處于較高水平;5279的成株莖稈生物量最高，為3.078 g，FA黑黑-6-1-2和15282-1的成株莖稈質量也均處于較高水平;17F11Z-紅-1-1-紅的成株果莢質量最高，為12.16 g，17F11D-3-1-2和15279的果莢生物量也處于較高水平。7104的根系生物量最低，僅為0.123 g。Fy-1的成株莖稈、葉片和果莢質量均為最低，分別為0.971、0.784、1.38 g。

2.4 豇豆成株硒含量

由表4可知，在12份豇豆材料中，除15282-1、FA黑黑-6-1-2、17F11Z-紅-1-1-紅和FHG-3-1-1-2之外，其他8份材料各器官硒含量均表現為根系>葉片>果莢>莖稈。其中，FHG-3-1-1-2的成株根系和果莢硒質量分數最高，分別為71.98、27.66 mg·kg-1，17F11Z-紅-1-1-紅和HF1013-25-2-1-1根系的硒質量分數也處于較高水平，HF1013-25-2-1-1和3F回-14-4紅籽的果莢硒含量也處于較高水平;HF1013-25-2-1-1莖稈和葉片的硒質量分數最高，分別為18.70、28.00 mg·kg-1，3F回-14-4紅籽的莖稈和葉片硒含量均處于較高水平。7104根系和莖稈硒含量最低，FA黑黑-6-1-2葉片硒含量最低，17300果莢硒含量最低。

3 討論與結論

本試驗結果表明，在幼苗期，不同材料豇豆的各器官生物量均表現為葉片>莖稈>根系。而在成株期，除15282-1和17F11Z-紅-1-1-紅外，不同材料豇豆的各器官生物量表現為果莢>莖稈>葉片>根系，成株期各器官的生物量并沒有隨其生長展現與幼苗相同的規律。

尚慶茂等[15]發現不同生菜品種對硒的吸收和轉化具有顯著差異，郝麗峰等[16]發現無土栽培基質條件下小白菜不同品種富硒效果存在差異。本試驗研究表明不同材料豇豆對硒的富集能力差異較大。幼苗期17300的根系硒含量最高，較最低硒含量高出了214.88%。3F回-14-4紅籽莖稈硒含量最高，較最低高39.41%。Fy-1的葉片和地上部分硒含量均最高，較最低分別高62.88%和45.65%。成株期FHG-3-1-1-2的根系和果莢硒含量均最高，較最低分別高69.13%和81.62%。HF1013-25-2-1-1的莖稈和葉片硒含量均最高，較最低分別高79.64%和169.49%。

李志玉等[17]研究發現在富硒土壤上種植不同春大豆品種，其植株和子粒硒積累量均存在顯著差異。本試驗研究表明，豇豆不同器官對硒的吸收規律不同。除17300、FHG-3-1-1-2和Fy-1外，幼苗期其他材料不同部位含硒量均表現為根系>葉片>莖稈。成株期除15282-1，FA黑黑-6-1-2、17F11Z-紅-1-1-紅，FHG-3-1-1-2外，其他材料不同部位含硒量均表現為根系>葉片>果莢>莖稈。

綜上所述，幼苗與成株期各器官生物量表現不一致，不同材料豇豆對硒的富集能力差異較大，幼苗期與成株期對硒的富集能力差異也較大。豇豆不同器官對硒的吸收規律不同，幼苗和成株期豇豆的根系對硒的吸收能力較強，15282-1的幼苗硒富集能力較強。HG-3-1-1-2、HF1013-25-2-1-1和3F回-14-4紅籽的成株硒富集能力均在較高水平。在后期的生產栽培中，可以大力發展FHG-3-1-1-2、HF1013-25-2-1-1和3F回-14-4紅籽這3種材料的豇豆。

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